第2节　热机的效率

第页第十四章内能的利用第2节热机的效率知识点1燃料的热值1．某种燃料________燃烧时放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。汽油的热值是4.6×107J/kg，它的物理意义是________汽油完全燃烧，放出的热量是________J。2．煤气的热值为3.9×107J/m3，完全燃烧后放出7.8×107J的热量，燃烧煤气的体积为________m3。沼气的热值为1.9×107J/m3，对比可知，完全燃烧相同体积的煤气和沼气，煤气放出的热量更________(选填“多”或“少”)。3．关于燃料的热值，以下说法中正确的是()A．燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大C．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小D．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关4．质量为5kg的汽油，用去一半后，剩下的汽油()A．密度、比热容、热值都变为原来的一半B．密度不变，比热容、热值变为原来的一半C．密度、比热容变为原来的一半，热值不变D．密度、比热容、热值都不变知识点2热机的效率5．对于热机而言，燃料燃烧时，用来做________功的那部分能量，与燃料____________放出的热量之比，叫做热机的效率。6．某热机在工作过程中损耗掉的那部分能量是燃料完全燃烧所释放能量的四分之一，则此热机的热机效率是________。7．如图14－2－1所示为内燃机的能量流向图，热机的效率(η)等于()图14－2－1A.eq\f(E1,E4)×100%B.eq\f(E4,E1)×100%C.eq\f(E3＋E4,E1)×100%D.eq\f(E4,E1＋E2＋E3＋E4＋E5)×100%8．甲、乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，其物理意义是()A．甲的功率大于乙的功率B．甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料C．乙将燃料燃烧放出的能量转化为做有用功的那部分能量的比例比甲大D．工作相同时间，甲消耗的燃料一定比乙少知识点3提高热机效率的途径9．某校九年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是()A．用鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧B．向炉内多加些煤，加大火力C．将煤磨成粉，用空气吹进炉膛D．用各种办法增大受热面积10．我国在航天工程中使用的长征系列运载火箭，大多选用液态氢作为燃料，主要原因是液态氢具有()A．较低的沸点B．较大的热值C．较大的比热容D．较高的凝固点11．如图14－2－2所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的关系图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是()图14－2－2A．qA<qBB．qA＝qBC．qA>qBD．无法比较12．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是()A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大D．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小13．“可燃冰”作为新能源，有着巨大的开发使用潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为______________J，这些热量可以使____________kg的水从20℃加热至100℃。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107J/kg]14．下表列出了几种燃料的热值，其单位是J/kg。燃料种类无烟煤酒精煤油干木柴氢气热值3.4×1073.0×1074.6×1071.2×1071.4×108(1)完全燃烧1g的酒精，可放出热量________J；放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量比是________。(2)为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，小名同学设计了一个探究方案：①小名同学在实验时所选用的燃料种类应________，质量应________。(均选填“相同”或“不同”)②若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，除了水的质量要相等外，你认为还应注意什么？______________________________________。③通过比较________________，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。15．已知某汽油机工作一段时间，消耗2kg的汽油，放出8×107J的热量，对外做2.5×107J的有用功，求该汽车的效率。(汽油的热值q＝5×107J/kg)16．某家庭需要将100kg、20℃的水加热到50℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧1.2kg煤气。已知煤气的热值q＝4.2×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)。求：(1)100kg、20℃的水加热到50℃需吸收的热量。(2)完全燃烧1.2kg煤气放出的热量。(3)煤气灶烧水的效率。17．2019·益阳为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是()A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦D．尽量增加热机的工作时间18．2019·大连某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4×107J/m3。试求：(1)煤气完全燃烧放出的热量是多少。(2)水吸收的热量是多少。(3)该热水器烧水的效率是多少。

详解详析1．完全1kg4.6×1072．2多[解析]燃烧煤气的体积为V＝eq\f(Q,q)＝eq\f(7.8×107J,3.9×107J/m3)＝2m3。完全燃烧相同体积的煤气和沼气，由于煤气的热值大，因此煤气放出的热量更多。3．D4.D5．有用完全燃烧6．75%[解析]热机的效率是指热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，由题意知，热机效率η＝eq\f(Q有,Q总)×100%＝eq\f(Q总－Q损耗,Q总)×100%＝eq\f(Q总－\f(1,4)Q总,Q总)×100%＝75%。7．B8.C9.B10．B[解析]运载火箭采用液态氢为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故B正确。11．[全品导学号：12942019]C12．C13．热值4.2×108125014．(1)3.0×10435∶3(2)①不同相同②水的初温相同(其他答案合理即可)③水升高的温度[解析](1)完全燃烧1g的酒精，可放出的热量：Q＝mq＝0.001kg×3.0×107J/kg＝3.0×104J；Q木＝m木q木，Q氢＝m氢q氢，因Q氢＝Q木，所以放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量比：eq\f(m木,m氢)＝eq\f(Q木,Q氢)×eq\f(q氢,q木)＝eq\f(1.4×108J/kg,1.2×107J/kg)＝eq\f(35,3)。(2)①设计探究方案要用到控制变量法、转换法。小名同学在实验时所选用的燃料种类应不同，质量应相同。②若燃烧放出的热量被水吸收，则实验中，除了水的质量要相等外，还应该保持水的初温相同等。③通过比较水温升高的多少，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。15．2kg汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×5×107J/kg＝1×108J，汽车的效率：η＝eq\f(W有用,Q放)×100%＝eq\f(2.5×107J,1×108J)×100%＝25%。16．[全品导学号：12942019](1)水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(50℃－20℃)＝1.26×107J。(2)完全燃烧1.2kg煤气放出的热量：Q放＝m煤气q＝1.2kg×4.2×107J/kg＝5.04×107J。(3)煤气灶烧水的效率：η＝eq\f(Q吸,Q放)×100%＝eq\f(1.26×107J,5.04×107J)×100%＝25%。17．D[解析]热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以减少热量的损失可以提高热机的效率。使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率。综上分析，D选项措施不能提高热机效率，符合题意